直齿圆柱齿轮的参数测量实验

二、直齿圆柱齿轮的参数测量实验2.1实验任务⑴加深理解渐开线的性质、方程及渐开线直齿圆柱齿轮基本参数与几何尺寸间的关系；⑵掌握用游标卡尺、公法线千分尺和齿轮卡尺测定渐开线直齿圆柱齿轮几何参数的方法；⑶掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮与变位齿轮的判别方法。2.2实验内容⑴测量渐开线标准直齿圆柱齿轮和变位齿轮各一对；⑵判别标准齿轮和变位齿轮；计算齿轮各部分尺寸。2.3实验设备与工具渐开线标准直齿圆柱齿轮和变位齿轮各一对；游标卡尺、公法线千分尺和齿轮卡尺；学生自备：笔、计数器。2.4实验原理决定渐开线齿轮几何尺寸的是其基本参数，它们是齿数Z、模数m、压力角a、齿顶高系数ha*、顶隙系数c*和变位系数X。其中模数m、压力角a、齿顶高系数ha*、顶隙系数c*为国家标准中规定的标准值。在生产中，为修配齿轮，必须对原有齿轮进行测绘，确定基本参数。这些基本参数可以通过游标卡尺、公法线千分尺测量得到的数据根据渐开线直齿圆柱齿轮几何尺寸的公式计算出来。1)模数m的确定如图一，由渐开线性质可知：齿廓间的公法线长度ab与所对的基圆上的园弧a0b0的长度相等，因此用公法线千分尺卡住K个齿的公法线长度W为：kW=(K-1)P+Sk bb式中：P 轮齿在基园上的齿距，即基节；mmbS轮齿在基园上的齿厚bS=Sr/r+2rinva=r(S/r+2inva)=Scosa+2rinvabb b b bK――跨齿数，可查表或用下式计算K二az/180°+1/2-2xtga/m，计算时因x未知，可先估计一值代入进行计算，注意K一定是个正整数，确定后再代入公式计算Wk。当公法线千分尺卡住(K+1)个齿时，公法线长度W为：k+1W=KP+Sk+1bbW-W=Pk+1kbW-KP=Sk+1bb所以可以得到齿轮基园上的齿距P和齿厚b由P=nmcosa，可得m=P/bcosabb2)变位系数x的确定轮齿在基园上的齿厚S由任意园上的齿厚的计算公式可得到bS=r(S/r+2inva)=Scosa+2rinvabb b=m(n/2+2xtga)cosa+mzcosainva=mcosa[(n/2+2xtga)+zinva]x=(S/mcosa-zinva-n/2)/2tgab于是可得到xl、x2。图1啮合角a'和中心距a'由无齿侧间隙啮合方程 inva'=2tga(x+x)/(z+z)+inval2 l2由inva查渐开线函数可得到啮合角a'由a'=mcosa(z+z)/2cosa'可得到安装中心距。l2变位齿轮齿顶降低系数。的确定因为da=mz+2(ha*+x-o)m所以o=ha*+x-(da-z)/22.5测量尺寸2.5.l测量有关尺寸数出齿轮齿数z；测量公法线长度W、W；kk+1选定跨齿数K查表或计算。计算时，a取20°或15。然后圆整成正整数。测量公法线长度时必须使公法线千分尺的两个卡脚与轮齿的渐开线齿廓相切，且使切点位于牙齿的中部附近，因为对于标准齿轮是按切点正好位于分度圆上的情况导出跨齿数公式的。对于跨齿数K,如果跨测齿数过多，则卡脚可能与轮齿的顶点形成不相切的接触；如果跨测齿数太少,则卡脚尖点可能与轮齿齿根部非渐开线部分接触，这两种情况测得的数据都是不正确的。测量齿轮的齿顶圆和齿根圆直径d、daf当齿轮的齿数为偶数时，可用游标卡尺直接测出，如图二。当齿轮的齿数为奇数时，可用游标卡尺分别测出齿轮的轴孔直径dk、孔壁到某一齿顶的距离H1和齿顶到某一齿根的距离H2，如图三，于是da=dk+2H1df=2H2-2H1-dk图2 图32.5.2确定基本参数⑴齿轮模数m=P/ncosab通过测量尺寸a'、da、df、S验证m、a并取标准值。b齿顶高系数ha*、顶隙系数c*由测量尺寸da、df确定ha*、c*并取标准值。计算齿轮几何尺寸2.6思考题1决定渐开线齿轮轮齿齿廓形状的参数有哪些？2测量渐开线齿轮公法线长度是根